Đề tài Sự di truyền tính trạng chiều dài và chiều rộng là đòng và lá công năng trong các tổ hợp lai giữa dòng lúa dự đột biến và các giống lúa tẻ cao sản không thơm

SỰ DI TRUYỀN TÍNH TRẠNG CHIỀU DÀI VÀ CHIỀU RỘNG LÀ ĐÒNG VÀ LÁ CÔNG NĂNG TRONG CÁC TỔ HỢP LAI GIỮA DÒNG LÚA DỰ ĐỘT BIẾN VÀ CÁC GIỐNG LÚA TẺ CAO SẢN KHÔNG THƠM. Nguyễn Minh Công, Lê Xuân Trình Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Vũ Thị Phương Vinh Sở Giáo Dục & Đào Tạo Hải Phòng I. MỞ ĐẦU Theo Yuan Long Ping (1992), hai yếu tố cần thiết để nâng cao năng suất luá là nguồn và sức chứa (nguồn là bộ lá, sức chứa là bông và hạt). Bộ lá quyết định 50% năng suất cây lúa. Trong bộ lá lúa, lá đòng và lá công năng đóng vai trò quan trọng nhất trong quá trình nuôi dưỡng bông lúa. Hai lá này cần có chiều dài và rộng vừa phải, dày, uốn lòng mo, xanh đậm và mọc đứng để tiếp nhận được nhiều quang năng nhưng không che khuất các lá ở dưới; mặt khác phải có tuổi thọ cao. Bài viết này trình bày các kết quả phân tích di truyền chiều dài và rộng lá đòng và lá công năng trong các tổ hợp lai giữa dòng lúa Dự đột biến số 2 (Dự ĐB2) với các giống lúa tẻ cao sản không thơm nhằm góp phần xây dựng cơ sở lý luận cho công tác lai tạo giống lúa chất lượng, có năng suất cao. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Vật liệu. Chúng tôi sử dụng dòng lúa Dự Hải Hậu đột biến 2 (Dự ĐB2) và 5 giống lúa tẻ cao sản không thơm: CR203; DT10, Khang dân, Khao 85 và Q5. 2. Phương pháp nghiên cứu Mỗi tổ hợp lai đều được thực hiện 2 phép lai: thuận và nghịch Thế hệ F1 được gieo trồng ở vụ mùa 2002, còn F2 được gieo trồng ở vụ mùa 2003 tại khu thí nghiệm của Trạm khảo - kiểm nghiệm giống cây trồng Từ Liêm, Hà Nội. Việc gieo trồng, chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh được tiến hành theo quy trình khảo nghiệm giống lúa. 2.1. Phương pháp xác định mức độ trội - lặn Được tính theo công thức của Belli và Atkius (1966): hp = F -mp/P - mp. ở đây, hp: Mức độ trội; F: Giá trị trung bình của tính trạng nghiên cứu ở F1; mp: Giá trị trung bình của tính trạng của 2 bố mẹ; P: Giá trị trung bình của tính trạng ở bố hoặc mẹ trội hơn. Khi hp = 0 (không trội); hp =1 (trội hoàn toàn); 0 < hp <1 (trội không hoàn toàn, thiên về dạng có trị số tuyệt đối của tính trạng lớn hơn, biểu hiện ưu thế lai dương); còn khi -1 < hp < 0 (trội không hoàn toàn, thiên về dạng có trị số tuyệt đối của tính trạng nhỏ hơn, thể hiện ưu thế lai âm); khi hp > 1 (siêu trội dương); còn khi hp < -1 (siêu trội âm). 2.2. Phương pháp nghiên cứu sự phân ly tính trạng ở F2 Sự phân chia thành các lớp kiểu hình dựa theo số liệu thống kê đối với các tính trạng số lượng của từng dạng dùng làm bố mẹ, theo công thức ( ( 3( (theo phương pháp của Awan và cộng sự (1996), Fushuhara (1986). Sự sai khác giữa tỉ lệ phân ly lý thuyết và thực tế được đánh giá theo tiêu chuẩn "chi bình phương" (2).. III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều dài lá đòng ở F1 và F2 Bảng 1a: Sự biểu hiện tính trạng chiều dài lá đòng (cm) ở P và F1 Bảng 1b: Sự phân ly tính trạng chiều dài lá đòng (cm) ở F2 Số liệu trình bày trong bảng 1a cho thấy: ở phép lai thuận giữa dòng Dự ĐB2 và 5 giống lúa cao sản có lá đòng ngắn hơn, lá đòng ở F1 có chiều dài xấp xỉ hoặc vượt trội so với dòng Dự ĐB2. Kết quả này phù hợp với nhận xét của Mitra (1962) khi lai giữa giống lúa có lá đòng dài và giống lúa có lá đòng ngắn, các cây F1 đều có lá đòng dài. Tuy nhiên, tác giả trên không nói rõ là dài bằng hoặc hơn dạng bố mẹ có chiều dài lá đòng vượt trội hơn. Còn Kramer (1974) khi thực hiện phương pháp lai diallel giữa 7 giống khác nhau về chiều dài lá đòng đã thấy hiện tượng siêu trội ở F1 (hp >1) Ở các phép lai nghịch, F1 đều có lá đòng dài hơn trung bình giữa hai bố mẹ (0 < hp < 1). Nhận xét này phù hợp với Murai (1987). Sự khác nhau về kết quả giữa phép lai thuận với phép lai nghịch thuộc mỗi tổ hợp lai cho thấy bào chất dạng làm mẹ có ảnh hưởng đến hệ gen nhân kiểm soát chiều dài lá đòng. Ở F2 (bảng 1b), các phép lai thuận đều cho tỷ lệ phân ly 3 : 1, trong khi đó ở phép lai nghịch lại cho tỷ lệ 1 : 2 : 1, điều này phù hợp với kết quả ở F1. ở F2 của tất cả phép lai đều thấy hiện tượng phân ly tăng tiến dương, đặc biệt là ở 2 phép lai: KD x Dự ĐB2 và Dự ĐB2 x KD (2 dạng bố, mẹ có chiều dài lá đòng xấp xỉ nhau) hiện tượng phân ly tăng tiến dương thể hiện rõ nét hơn so với các phép lai khác. Có lẽ, KD và Dự ĐB2 khác nhau về trạng thái của 1 hoặc 2 cặp alen kiểm soát chiều dài lá đòng nên ở F2 xuất hiện các thể tái tổ hợp mang nhiều gen trội hơn. Trong tất cả các phép lai, chúng tôi không thấy hiện tượng phân ly tăng tiến âm. Kết quả của chúng tôi phù hợp với Kikuchi và cộng sự (1978), Murai và cộng sự (1987). Tóm lại, dù tỷ lệ phân ly kiểu hình có khác nhau giữa 2 phép lai của mỗi tổ hợp lai nhưng đều cho tỷ lệ phân ly theo qui luật phân ly của Menden trong lai đơn 2. Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều rộng lá đòng ở F1 và F2 Bảng 2a: Sự biểu hiện tính trạng chiều rộng lá đòng (cm) ở P và F1 Bảng 2b: Sự phân ly tính trạng chiều rộng (cm) lá đòng ở F2 Ghi chú: BDLT & TTD: Biểu dị liên tục và tăng tiến dương. Số liệu trình bày trong bảng 2a cho thấy, trừ tổ hợp lai Dự ĐB2 x KD, tất cả các phép lai khác đều cho F1 có lá đòng rộng hơn trung bình giữa 2 dạng bố mẹ. ở F2 (bảng 2b), trừ 2 tổ hợp lai Dự ĐB2 x KD, Dự ĐB2 x Khao 85, 3 tổ hợp lai còn lại đều cho tỷ lệ phân ly kiểu hình 1 : 2 : 1 và đều có hiện tượng phân ly tăng tiến dương làm tăng chiều rộng lá đòng ở nhiều cây F2. Kết quả này phù hợp với nhận xét của Kikuchi và cộng sự (1978) nhưng ngược lại với nhận xét của Murai (1987): phiến lá hẹp là trội. Có lẽ sự khác nhau này là do đối tượng mang lai và phương pháp lai khác nhau. 3. Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều dài lá công năng ở F1 và F2 Bảng 3a: Sự biểu hiện tính trạng chiều dài lá công năng (cm) ở P và F1 Bảng 3b: Sự phân ly tính trạng chiều dài (cm) lá công năng ở F2 Ghi chú: BDLT & TTD: Biểu dị liên tục và tăng tiến dương. Số liệu trình bày trong bảng 3a cho thấy: nói chung, ở các phép lai thuận, các cây lai F1 có lá công năng dài hơn dạng bố hoặc mẹ có lá công năng dài hơn (có hiện tượng siêu trội); ở các phép lai nghịch, nói chung, F1 có lá công năng dài hơn trung bình cộng của 2 dạng bố mẹ (0 < hp < 1) - biểu hiện ưu thế lai dương. ở F2 (bảng 3b), trừ 2 tổ hợp lai: Dự ĐB2 x DT10 và Dự ĐB2 x KD, đây là 2 tổ hợp lai giữa các dạng bố mẹ có chiều dài lá công năng xấp xỉ nhau, hiện tượng phân ly tăng tiến dương thể hiện rõ nhất. ở 3 tổ hợp lai còn lại đều có tỷ lệ phân ly Menden trong lai đơn, chứng tỏ các dạng bố và mẹ thuộc mỗi tổ hợp nói trên khác nhau về 1 locus. Nhận xét của chúng tôi nói chung phù hợp với nhận xét của Kramer (1974) và Murai (1987). Hiện tượng di truyền và biểu hiện tính trạng chiều dài lá đòng và lá công năng ở F1 và F2 gần tương tự nhau. 4. Sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều rộng lá công năng ở F1 và F2 Bảng 4a: Sự biểu hiện tính trạng chiều rộng lá công năng (cm) ở P và F1 Bảng 4b: Sự phân ly tính trạng chiều rộng (cm) lá công năng ở F2 Ghi chú: BDLT & TTD: Biểu dị liên tục và tăng tiến dương. Số liệu trình bày trong bảng 4a cho thấy: 2 tổ hợp lai (Dự ĐB2 x KD và Dự ĐB2 x Khao 85) không có hiện tượng trội - lặn vì chiều rộng lá công năng của bố và mẹ gần bằng nhau Ở 3 tổ hợp lai còn lại có hiện tượng sai khác về chiều rộng lá công năng nên có hiện tượng trội không hoàn toàn, thiên về dạng có lá công năng rộng hơn. Sang F2 (bảng 4b), cả 3 tổ hợp này đều cho tỷ lệ phân ly kiểu hình 1 : 2 :1, phù hợp với kết quả ở F1, chứng tỏ 2 dạng bố - mẹ trong mỗi tổ hợp lai khác nhau về 1 locus. Ở hai tổ hợp lai (Dự ĐB2 x KD và Dự ĐB2 x Khao 85) có hiện tượng biến di liên tục nhưng theo kiểu phân ly tăng tiến dương, điều này thể hiện ở các cây F2 có lá công năng rộng hơn 2 dạng bố mẹ. Kết quả trên cho thấy sự di truyền và biểu hiện tính trạng chiều rộng lá công năng ở F1 và F2 trong các tổ hợp lai trên gần giống với trường hợp chiều rộng lá đòng. KẾT LUẬN Từ kết quả thực nghiệm trên 5 tổ hợp lai giữa dòng Dự đột biến số 2 và 5 giống lúa tẻ cao sản không thơm, chúng tôi rút ra các kết luận sau: 1. Tính trạng lá đòng và lá công năng dài có xu thế trội so với lá đòng và lá công năng ngắn nhưng mức độ trội (hp) biểu hiện khác nhau tuỳ thuộc vào hướng lai; khi dòng Dự ĐB2 làm mẹ thì gần như trội hoàn toàn (hp ( hoặc = 0) hoặc siêu trội (hp > 1) ở F1, còn ở F2 có tỷ lệ phân ly kiểu hình 3 dài : 1 ngắn. Khi dùng Dự ĐB2 làm bố thì biểu hiện ưu thế lai dương (0 < hp < 1) ở F1, sang F2 cho tỷ lệ phân ly kiểu hình 1 : 2 : 1. Ở phép lai mà 2 dạng bố mẹ có lá đòng và lá công năng dài gần như nhau thì có hiện tượng phân ly tăng tiến dương rõ rệt ở F2. 2. Tính trạng lá đòng và lá công năng rộng là trội không hoàn toàn (0 < hp < 1) so với lá công năng hẹp (ở F1), không phụ thuộc vào hướng lai. Sang F2, ở tổ hợp lai mà dạng bố mẹ có chiều rộng lá tương tự nhau có hiện tượng phân ly tăng tiến dương, còn ở các tổ hợp lai mà 2 dạng bố, mẹ khác nhau về chiều rộng lá đòng thì ở F2 có tỷ lệ phân ly kiểu hình 1: 2 : 1. 3. Chiều dài và chiều rộng lá đòng cũng như chiều dài và chiều rộng lá công năng xác định bởi nhiều gen và di truyền độc lập với nhau, các tính trạng này cũng tuân theo quy luật của Menden trong lai đơn hoặc biến dị liên tục theo kiểu phân ly tăng tiến dương TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Nguyễn Minh Công, Nguyễn Thị Mong Sự di truyền một số đột biến gây tạo từ giống địa phương Nam Bộ - Tài nguyên đục Tạp chí: Di truyền học và ứng dụng, số 1/2004, tr. 24 -30 2. Nguyễn Thị Mong, Nguyễn Minh Công Sự di truyền và biểu hiện các đột biến: nửa lùn, rút ngắn lá đòng, tăng chiều dài lá công năng, giảm khả năng đẻ nhánh, tăng chiều dài bông lúa và hạt gạo, phát sinh bằng thực nghiệm từ giống lúa địa phương Nam Bộ - Tép hành Tạp chí: Khoa học - Công nghệ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 5/2003 tr. 654 - 656 Tiếng Anh 3. Jennings P.R. , W. R Coffman, and H.E. Kauffman (1979) Rice Improvement. IRRI, Losbanos, Manila, Philippines. 4. Inger (1996) Standard evaluation System for rice, Rice genetics , IRRI, Manila, Philippines. 5. Joho R. Fincham S. (1994) 2) test for assessing goodness of fit to theoretical ratiosThe Chi - Square ( Genetic analysis principles, Scope and objectives Rice Genetic, chater 1, p.19- 21 6. Yamagata, H. (1997) "Inheritance of morphological characters, 1.5. leaf" in: Science of the rice plant, Volume three: Genetics (Matsuo et al., eds), FAPRC, Tokyo, Japan, pp. 277 - 285. Lời cảm ơn: Đề Tài được sự hỗ trợ của Chương trình nghiên cứu khoa học cơ bản cấp nhà nước, thuộc ngành các khoa học về sự sống. SUMMARY Inheritance of the length and width of lag leaf and second leaf in crossing combinations between aroma mutant rice line - Du dot bien 2 and some nonscented rice varieties. We used mutant rice line from scent native rice variety - Du Hai Hau in crosses with 5 nonscent rice varieties: CR203, DT10, Khang dan, Khao 85 and Q5. The dominante degree (hp) was determined from Belli and Atkius (1966). The results obtained were as follows: In F1, the long flag leaf and the long second leaf were dominant in diferent degree and depend on the direction of crosses. When mutant rice line was used as mother them were completely dominant or superdominant, but it as father them were incomplet dominant. There fore in F2, first case gived segregation: 3 long: 1 short, but second case gived: 1 long : 2 intermediar: 1 short. In F1, wide flag leaf and wide were incompletely dominant and independ on the direction of crosses. For that reason in F2, the segregation proportion was: 1 wide: 2 intermediar :1 narrow. When the length and width of flag leaf and second leaf were equivalent, the F2 population exhibited a unimodal distribution with a positive transgress segregation in both leaf blade length and leaf width. Người thẩm định nội dung khoa học: TS. Lê Duy Thành.